洗车场污水处理站设计.docx

青岛理工大学
课程设计（论文）任务书

学 院： 环境与市政工程
专 业： 环境工程
学生姓名: 学 号:
设计(论文)题目：某洗车场污水处理站设计
起 迄 日 期: 2015年 3月9日~ 3月22 日
设计(论文) 地点: 青岛理工大学
指 导 教 师: 张焕云
教 研 室 主 任： 夏文香

发任务书日期: 2015年 3月9日

概述
随着我国汽车数量迅速增加，洗车业在我国出现红火局面，日益发展，洗车行业的繁荣一方面印证我国汽车行业的勃勃生机，另一方面也加大了城市用水及废水处理的压力，现在应用较为普遍的高压清洗机洗车，据保守估计，每辆车每次洗车用水至少在0.15m3-0.20m3,洗车废水的任意排放不但影响市容以及人们生活环境，而且由于洗车废水中含有油类、有机物、表面活性剂等难降解物质，污染江河湖流，使自然生态环境受到人为的破坏，为了节约水资源，使洗车废水循环再利用，已成了必由之路。 水是所有生命之源，我国缺水问题日益严重，目前我国已被列入世界缺水之国，洗车废水回用是我国发展的必然趋势。同时我国水价上涨也迫使洗车废水回用。2004年8月1日起，北京市开始实行新的水价收费标准，洗车用水单价由每立方21.20元上调为每立方41.50元。 洗车废水处理可实现水资源化、无害化，起到保护环境、防止水污染、缓解水资源不足的重要作用，有明显的社会效益和经济效益。

目录
一·设计题目

二·设计目的

三·设计原始资料

四．设计内容
1.最大设计流量的计算
2.格栅选择与尺寸计算
3.除油沉砂池
4.曝气调节池
5.混凝沉淀池
6.污水泵站设计

一．设计题目：某洗车场废水处理站设计

二．设计目的：1. 掌握水处理工艺设计的基本程序和方法
2. 了解国家相关的方针和政策，正确使用专业的有关技术规范和规定
3. 培养设计计算、编写设计文件的能力
4. 熟练掌握手工和电脑制图操作方法

三．设计原始资料：根据统计结果，青岛市入城车辆带进尘土在城市土量中占有很大比重。因此，设立入城车辆冲洗场可有效减少城市尘土量。308国道是青岛市两条入城主要干道之一，平均每天入城车辆不少于3000辆，经有关部门批准，确定在此设立车辆冲洗场，设计冲洗能力3450辆／d。

1.设计参数：
参照有关标准，确定每辆车冲洗水量为，冲洗能力按3450辆/d算，每日耗水量Q=1725m³/d.循环处理水量：为了保护环境，节约水资源，该洗车场废水处理后不外排，采用循环水处理系统，处理水量为1725m3/d。

洗车场废水处理前后的水质及《城市污水再生利用 城市杂水用水水质》（GB／T19923-2002），见表
项目
Ph
SS(mg／l)
CODR(mg／l)
BOD5(mg／l)
石油类(mg／l)
洗车废水
6.7～6.8
1000
100
45
230
城市杂用水水质标准
6.5～9.0
10
50
10
50
2.设计流程
进水
格栅
除油沉砂池
曝气调节池
混凝池
沉淀池

清水池
气压供水泵
回用

3.设计任务
1.设计计算说明书
2.绘图两张：一张除油沉砂池单体图，一张混凝沉淀池单体图
4. 气象资料：
该地区最冷月平均-2.5℃.最热月平均25℃，极端最高温度35℃，极端最低-15℃，主风向为西风和东南风。
5.其它资料
进水管管底设计标高54米。
污水处理站地形图：比例尺1:10
57.0 56.5 56.0 55.5 55.0
6.设计重点：沉淀池设计
1）要求
了解常见的几种沉淀池，掌握三种沉淀池的设计。掌握混凝的操作条件。
2）重点：混凝沉淀池的设计

四．设计内容：
1. 最大设计流量的计算
车辆：n=3000+39-36×3000×5%=3450辆/d
∵每辆车冲洗水量,洗车场每天开业时间为。
∴每日耗水量Q=qn=0.5×3450=1725m3/d
平均耗水量Q1 =Qt=1725÷10=173m3/h
∵总变化系数，本设计取用
∴Qmax=Q1×2.0=173×2.0=346m3h=0.096m3/s

2.格栅选择与尺寸计算
由于本设计的最大设计流量Qmax=3460m3/d,因此选用XG500旋转式格栅除污机其主要特点*如下： *—选自《环境保护设备选用手册》 闪红光主编
① 结构紧凑、电器控制简单、操作实现自动化。
②耐腐蚀性好、能耗省、低噪声。
③除污动作连续、排渣干净、分离效率高。
XG500旋转式格栅除污机主要技术参数及安装尺寸如下表

过水流量
（m3/d）
栅前水深
(m)
流体速度
(m·s-1)
有效栅隙b
(mm)
安装角度α
（°）
2900～5800
1.0
0.5～1.0
3、5、10、15、20
60、65、70、75、80
根据以上参数和格栅设计计算公式﹡可得格栅的具体尺寸 ﹡--选自《给水排水工程专业工艺设计》P216
设栅条间隙数为：栅前水深，过栅流速取,栅条间隙宽度取。格栅倾角取，
=0.096×sin60°0.015×0.6×1.0=10个
（1）栅槽宽度：设栅条宽度，
B=Sn-1+bn=0.01×10-1+0.015×10=240㎜
（2）进水渠道渐宽部分的长度：设进水渠道宽B1=0.20m，其渐宽部分展开角度=20°
==0.24-0.22tan20°≈0.05m
（3）栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度：
= =0.052=0.025m
（4）通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面

= 2.42×0.010.01543×0.622×9.8×sin60°×3
=0.067m
（5）栅后槽总高度：设栅前渠道超高，
H=h+h1+h2=1.0+0.067+0.3≈1.37m
（6）栅槽总长度：
L=l1+l2+1.0+0.5+H1tanα
H1=h+h2=1.0+0.3=1.3m
L=0.05+0.025+1.0+0.5+1.3tan60°≈2.4m

格栅示意图

3.除油沉砂池
本设计采用平流式隔油池，其构造与平流式沉淀池基本相同，平面多为矩形，但平流式隔油池出水端设有集油管废水从池首流入，从末端流出，油珠在浮力的作用下上浮到水面，由水力作用推至集油管，而相对密度大于1的其他悬浮杂质沉到池底，排入污泥斗，经排泥管排至池外。平流式隔油池具有结构简单、除油效果稳定、运行管理方便的优点。平流式沉砂池的设计数据及公式*如下 *—选自《给水排水工程专业工艺设计》P218
①最大流速为，最小流速为0.15m/s。
②最大流量时停留时间不小于，一般采用。
③有效水深应不大于，一般采用，每格宽度不宜小于。
④进水头部应采取消能和整流措施。
⑤池底坡度一般为。当设置除沙设备时，可根据设备要求考虑池底形状。
各部分尺寸的计算：
1) 长度：设，
—最大设计流量时的流速， —最大设计流量时的停留时间，。

2)水流断面面积： A=Qmaxv=0.0960.2=0.48m2
3)池总宽度：设格，每格宽度，

4)有效水深:
h2=AB=0.481.2=0.4m
5)沉砂池所需容积：设，
—城市污水沉砂量，一般采用10×104m3污水/3m2沉砂量 *—选自《城市污水回用技术手册》P148
—清除沉沙时间间隔
—生活污水流量总变系数，查表*得 *—选自《给水排水设计手册第五册》

V=0.096×10×104/3×2×864001.5×106≈369 m3
6)每个沉沙斗容积：设每一分格有两个沉沙斗，
Vo=3692×2=92m3
7)沉砂斗各部分尺寸：设斗底宽，斗壁与水平面的倾角为，斗高。
沉砂斗上口宽：

沉沙斗容积：

1) 沉砂池高度：采用重力排砂，设池底坡度为，坡向砂斗 ，

=0.35+0.06×1.9=0.464m
2) 池总高度：设超高，

=0.3+0.4+0.464=1.164m
3) 验算最小流速：在最小流量时，只用一格工作，
Vmin=Qminn1ωmin=173×1.51×0.6×0.4×3600=0.30m/s>0.15m/s

4.曝气调节池
曝气调节池是一种外加动力的水质调节池。其主要构造为，在水质调节池底设有一系列曝气管道，通过压缩空气搅拌，使不同时刻进入池内的水得到强制性混合，从而使水质得到均衡。曝气调节池构造简单，均质效果较好，并且，曝气混合方法可以防止悬浮物在池内沉积。
4.1曝气调节池的尺寸设计与计算：
设曝气调节池的体积为，最大生产周期中的平均流量按一天流量的算。
则Q1×60%=173×0.6≈104m3/h
—最大生产周期里的调节时间，因为洗车场常年工作时间都在，所以取10。
—调节池的容积利用系数，通常取
V=QT2α=104×102×0.7≈800m3
设计调节池的实际尺寸为 L×B×H=20m×10m×4m
*—选自《水污染控制工程》哈尔滨工业大学出版社
5.混凝沉淀池
混凝处理是向水中加入混凝剂，通过混凝剂的水解或缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附与架桥作用使胶粒被吸附黏结，或者通过混凝记得水解产物来压缩胶体颗粒在扩散层，达到胶粒脱稳而相互聚结的目的。混凝过程包括凝聚和絮凝两个阶段。混凝工艺与沉淀设备相结合，可以去除原水中的悬浮物和胶体，降低出水的浊度、色度；能去除水中的微生物，污水中的磷、重金属等有机和无机污染物；可以改善水质，有利于后续处理。
混凝沉淀主要分为两部分，及混凝和沉淀。所以，构筑物就分为混合池、絮凝池和沉淀池三部分。
5.1混合池选择及各部分尺寸计算
根据所给处理水量考虑，本设计选用涡流式混合池。涡流式混合池平面为正方形或圆形，与之对应的下部为倒金字塔形或圆锥形，中心角为，其构造及设计要点*如下：
*——选自《水处理构筑物设计与计算》
其进口处上升流速为，混合池上口处流速为。停留时间不大于，一般可用。
1） 圆柱部分有效面积：

式中 ——圆柱部分面积，； ——设计流量，；
——池数，设为2个； ——圆柱部分上升流速，取25mm/s；
∴ f1=3463.6×2×25=1.9m2
2） 圆柱部分直径：
D1=4f1π=4×1.9π=1.6m
3） 圆锥底面积：
——底部入口处流速取1.0。
f2=Q3600nV2=3463600×2×1.0≈0.05m2
4） 圆锥底直径：
D2=4f2π=4×0.05π=0.25m
5） 圆柱高度：
H2=D1=1.6m
6） 圆锥部分高度：
H1=D1-D22cotθ2=1.6-0.252×cot40°2≈2m
7） 池容积：

=π4×1.62×1.6+π12×1.62+1.6×0.25+0.252
=4.008m3
8）反应时间:
T=60Vq=60×4.008210=1.1min<2.0min（符合要求）
式中为单池设计流量， 。
5.2絮凝池选择与各部分尺寸计算
本设计选用机械混凝，机械混凝池的絮凝效果好，可以根据水质、水量变化随时改变桨板的转速，水头损失少，其设计要点如下：
①絮凝池一般不少于两组。每组絮凝池内一般放挡搅拌机。各挡搅拌机之间用隔墙分开，隔墙上、下交错开孔。
②絮凝时间为。
③机械絮凝池的深一般为。
④每一搅拌轴上的桨板总面积为絮凝池水流断面的。每块桨板的长度不大于叶轮直径的，宽度一般为。
一组设计两个池子，每池的设计流量为，每个絮凝池分为三格。
*——选自《水处理构筑物设计与计算》
1） 絮凝池有效容积，絮凝时间为，容积为：
V=QT60=173×2060=58m3
为配合池子尺寸，每格尺寸为。
2） 水深：
池高取，超高取，则絮凝池总高为。
H1=VF=583×3×3=2.1m
3） 搅拌设备：
絮凝池每一格设置一台搅拌设备，分格墙上过水孔道上下交错布置。叶轮直径取宽的，采用。桨板长度取，桨板宽度取。其尺寸如下图所示：

5.3沉淀池各部分尺寸计算：
该设计选用平流式沉淀池其设计数据如下*：
①池子长宽比不小于4，以4～5为宜，当长宽比过小时，池内水流的均匀性差，容积效率低，影响沉降效果。
②采用机械排泥时，宽度根据排泥设备确定。
③池子的长深比不小于8，以8～12为宜。
④池底坡度：采用机械刮泥时，不小于0.005，一般采用0.01～0.02.
⑤按表面负荷计算时，应对水平流速进行校核。最大水平流速：初次沉淀池为；二次沉淀池为。
⑥刮泥机的进行速度不大于，一般采用。
⑦人口的整流措施，可采用溢流式入流装置，并设置多孔整流墙。
⑧进口处应设置挡板，高出池内水面。
⑨在出水堰前应设置收2集与排除浮渣的设施。当采用机械排泥时，可一并结合考虑。
⑩当沉淀池采用多斗排泥时，污泥平面呈方形或近于方形的矩形，排数不宜多余两排。
各部分尺寸计算
*——选自《给水排水设计手册，第五册》
（1）沉淀部分有效水深：设表面负荷，沉淀时间。

（2）池长：

式中 ——污水水平流速，取3.3
——与所需沉淀效率相应的最小沉降速度，一般采用
——垂直分速度，当在时，采用。当小于时，。
*——选自《给水排水设计手册，第五册》
则
（3）池子总宽度：
B=Qmaxvh2×1000=0.0963.3×2×1000≈15m
（4）沉淀时间：

（5）池子个数：设每格池宽 b=5m，
n=Bb=155=3个
（6）校核长宽比、长深比：
长宽比: Lb=205=4≥4（符合要求）
长深比： （在范围内，符合要求）
（7）污泥部分所需总容积：

*——选自《给水排水设计手册，第五册》
式中 ——两次清除污泥间隔时间，取 ——污泥含水率，此式中取
——进水悬浮物浓度 ——出水悬浮物浓度
——污水流量总变化系数，取 ——污泥密度，其值约
则V=0.104×1000-10×10-6×86400×100×11.50×1×100-95=118.6m3
（8）每格污泥池部分所需容积：
V″=Vn=118.63=39.5m3
（9）污泥斗容积：采用污泥斗简图

式中，
V1为污泥斗容积，m3;f1为斗上口面积，m2;f2为斗下口面积，m2；h4"为泥斗高度，m

（10）污泥斗以上梯形部分容积：

式中， V2为污泥斗以上梯形部分污泥容积，m3;l1、l2为梯形上底、下底长度，m;h4'为梯形的高度，m。

（11）污泥斗和梯形部分污泥容积：

（12）池子总高度，设缓冲层高度，超高。

H=0.5+2.0+0.5+3.62=6.62m
6.污水泵站设计
6.1清水池
清水池容积是根据工作水泵机组停车时启动备用机组所需时间来计算的，也就是由水泵开停次数决定的。当水泵机组为人工管理时，每小时水泵开停次数不宜多余3次，当水泵机组自动控制时每小时开启开启次数由点击的性能决定。由于现阶段还不能排除人工管理，所以污水泵站的清水池有效容积一般按不小于一台泵的的出水量计算*
*——选自《给水排水设计手册，第五册》
选择集水池与机器间合建式的圆形泵站，考虑2台水泵（其中一台备用）。设清水池的体积为,按不小于一台水泵的容量算。

W=0.096×6×60≈35m3
有效水深采用，则集水池面积为F=18m2
6.2选泵前总扬程估算
已知 a、最大设计流量Qmax=0.096m3/s≈100L/s
b、设进水管管底高程为，管径选用铸铁管，由此可查表得最大设计充满度 *——选自《给水排水设计手册，第五册》
c、出水管提升后的水面高程为，经管长至用水机构
d、泵房选定位置不受附近河道淹没和冲刷，原地面高程为54.0m
则集水池正常工作水位与所需提升经常高水位之间的高差为：
h1=56.0-38.0+0.6×0.7-1.0=18.58m（集水池的有效水深，正常时按算）
出水管管线水头损失：
出水管流量：，选用管径为的铸铁管
查表*得： *——选自《给水排水设计手册，第一册》
设总出水管管中心埋深，局部损失为沿程损失的，则泵站外管线水头损失为
h2=100+56.0-54.0+0.9×3.321000×1.3=0.44m
泵站内管线水头损失假设为考虑安全水头则估算水泵扬程为：

6.3泵的选择
根据出水管总流量，水泵总扬程选用型污水泵其性能参数如下*：
型号
流量
扬程
转速
轴功率
电动机
效率
型号
功率

*——选自《给水排水设计手册，第十一册》

参考文献
1.张白洁等·《排水工程》【M】·中国建筑工业出版社，1999
2·严煦世等·给水工程（第四版），中国建筑工业出版社，1999
3·李亚峰等·《给水排水工程专业毕业设计指南》【M】·化学工业出版社，2003
4.张智等·《给水排水工程专业设计指南》【M】·中国水利水电出版社，2001
5·中华人民共和国 发展计划委员会主编·《城市污水处理厂工程质量验收规范》·北京·中国建筑工业出版社，2002
6·金兆丰等·《城市污水回用技术手册》，化学工业出版社，2006
7·同济大学主编·《给水工程》，中国建筑工业出版社，1999
8·南国英等·《给水排水工程专业工艺设计》，化学工业出版社，2004
9·姜文源等·《建筑给水排水常用设计规范详解手册》，中国建筑工业出版社，1996
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